[发明专利]一种改良的断路器机械特性自动在线检测方法及其装置

权利要求书

1.一种改良的断路器机械特性自动在线检测装置，其特征在于，包括拉压力传感器、角位移传感器、霍尔电流传感器、触头受力信号调理模块、触头位移信号调理模块、分合闸线圈与储能电机电流信号调理模块、开关量输入模块、电源模块、主控模块以及通讯模块；其中，

三路拉压力传感器分别安装于三相绝缘拉杆下方，角位移传感器安装于断路器大轴上，霍尔电流传感器位于装置内部，分合闸线圈电流与储能电机电流通过引线串联装置预留的测量端子完成安装，在装置内部，接线端子的引线将穿过霍尔电流传感器的闭环，霍尔电流传感器则会输出一个与分合闸线圈电流和储能电机电流相关的电流信号；拉压力传感器的输出信号通过触头受力信号调理模块进行信号调理，角位移传感器的输出信号通过触头位移信号调理模块进行信号调理，分合闸线圈和储能电机的电流通过霍尔传感器输出的电流信号输入到分合闸线圈与储能电机电流信号调理模块进行信号调理，获得AD采样的高信噪比信号；断路器转换开关的开点与闭点各1路，已储能状态闭点1路，一共3路开关量信号输入到开关量输入模块，经过隔离调理后输入给主控模块；装置正常启动后，主控模块将通过调理后的分合闸线圈电流信号判断是否发生分合闸动作，如果发生分合闸动作，主控模块则对触头受力信号调理模块、触头位移信号调理模块调理后的三相触头受力信号、触头位移信号，以及分合闸线圈与储能电机电流信号调理模块调理后的储能电机电流信号、分合闸线圈电流信号进行同步采样，直到通过分合闸线圈电流信号判断出分合闸动作基本结束；最后，主控模块对采集到的数据进行进一步的分析计算，并通过通讯模块与外部设备进行信息交互；电源模块用于将市电转换为装置所需的直流低压电源，为该装置中的所有模块供电；其中，主控模块通过调理后的分合闸线圈电流信号判断是否发生分合闸动作时，采用断路器动作预判算法，断路器动作预判算法使用了加权微分拟合模型，具体包括如下步骤：

a)进行低速的分合闸线圈电流采样；

b)在每个分合闸线圈电流采样完成时，将采样结果代入下面的加权微分拟合模型中，计算模型值M_z；其中，I_-n为过去第n个分合闸线圈电流采样值，K⁰_-n、K¹_-n与K²_-n为加权系数，通过对样本数据进行分析确定合理值；

c)输出结果：当目前断路器处于未发生动作的状态时，如果模型值M_z大于上限阈值M_zmax，则认为断路器要发生分合闸动作，否则认为断路器不会发生动作；当目前断路器处于发生动作的状态时，如果模型值M_z小于下限阈值M_zmin，则认为断路器要结束当前动作，否则认为断路器将继续动作。